Question

現(xiàn)有一種溶液，其中可能含有Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺．當(dāng)加入一種淡黃色固體并加熱溶解時，有刺激性氣味的氣體放出和白色沉淀生成，加入淡黃色固體的物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）與析出的沉淀和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量（縱坐標(biāo)）的關(guān)系如圖所示．試回答下列問題：
（1）最終的白色沉淀的成分是（填化學(xué)式）

Mg（OH）₂

，你的理由是

氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿

．
（2）試確定該溶液中可能含有以上離子中的哪些離子并計(jì)算其相應(yīng)的物質(zhì)的量，完成下表

可能含有的離子 （填離子符號）	Mg2+	Al3+	NH4+	無	無
相應(yīng)的物質(zhì)的量	2mol	2mol	6mol	無	無

（3）圖中a點(diǎn)的值為

9

．
（4）圖中b點(diǎn)的氣體組成成分是（填化學(xué)式）

NH₃、O₂

，其物質(zhì)的量之比是

3：2

．

Answer 1

分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺是否存在，根據(jù)圖象判斷Mg²⁺、Al³⁺是否存在，根據(jù)生成沉淀的情況和消耗的過氧化鈉的情況來確定各個離子的量的多少以及產(chǎn)生氣體的量的多少．

解答：解：（1）淡黃色粉末是過氧化鈉，溶液時無色透明，排除鐵離子和銅離子，首先加入過氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，當(dāng)加入過量的過氧化鈉時，生成白色沉淀，推斷一定有Mg²⁺，通過圖象知，在加入過量的過氧化鈉的過程中，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺，氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿，最終的白色沉淀的成分是氫氧化鎂，故答案為：Mg（OH）₂；氫氧化鎂不溶于強(qiáng)堿，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，可以溶于強(qiáng)堿；
（2）淡黃色粉末是過氧化鈉，溶液時無色透明，排除鐵離子和銅離子，首先加入過氧化鈉與水反應(yīng)，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，由上式看出加入的量與生成量的比例，根據(jù)a-12mol這一段，所得氫氧化鎂的物質(zhì)的量是2mol，所以含有鎂離子其物質(zhì)的量為2mol，消耗氫氧化鈉4mol，即在0-8mol這一段內(nèi)，共生成沉淀4mol，所以另外2mol是氫氧化鋁，即鋁離子的物質(zhì)的量為2mol，根據(jù)銨離子與氫氧化鈉的氫氧根反應(yīng)生成氨氣，生成6mol的氨氣，所以含有銨根離子是6mol，再之后是曲線了，這是因?yàn)殇@離子幾乎消耗完全，只剩下過氧化，與水反應(yīng)生成氧氣，而這反應(yīng)會受溫度，濃度等影響，因此會隨著反應(yīng)的反應(yīng)，反應(yīng)速率會變化，因此是曲線，故答案為：

可能含有的離子 （填離子符號）	Mg2+	Al3+	NH4+
相應(yīng)的物質(zhì)的量	2mol	2mol	6mol

（3）看另一條圖象，圖象中有升有降，根據(jù)a-12mol這一段，所得氫氧化鎂的物質(zhì)的量是2mol，所以含有鎂離子其物質(zhì)的量為2mol，消耗氫氧化鈉4mol，即在0-8mol這一段內(nèi)，共生成沉淀4mol，所以另外2mol是氫氧化鋁，即鋁離子的物質(zhì)的量為2mol，當(dāng)氫氧化鋁全部轉(zhuǎn)化為四羥基合鋁酸鈉時，消耗消耗氫氧化鈉2mol，即過氧化鈉1mol，所以a=9．故答案為：9；
（4）先把圖象分兩截看，0-8一段，8-a一段，之后一段，分析0-8這段圖象，加入8mol過氧化鈉，生成4mol氧氣，圖象中明顯生成b=10mol氣體，所以生成氨氣是6mol，氨氣和氧氣的物質(zhì)的量之比是3：2，故答案為：NH₃、O₂；3：2．

點(diǎn)評：本題考查的是常見陽離子的檢驗(yàn)，注意各個離子的性質(zhì)，結(jié)合圖象的方式考查增加了難度，本題綜合性很強(qiáng)，難度很大．